CN114355525A - 一种光模块 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光模块,其包括光接收组件、与光接收组件电连接的微处理器、与微处理器电连接的激光驱动芯片及与激光驱动芯片电连接的激光发射芯片,光接收组件用于接收携带第一低频消息的接收光信号;微处理器用于接收第一低频消息,根据第一低频消息指示的波长参数与预设值的比较生成第一波长控制信号或第二波长控制信号;激光发射芯片用于发出发射光信号;激光驱动芯片用于接收第一波长控制信号与第二波长控制信号,根据第一波长控制信号对发射光信号的波长进行粗调,根据第二波长控制信号对发射光信号的波长进行精调。本申请通过两端系统光模块之间的信号传输,在一端光模块的发射参数固定时,实现了对另一端光模块发射参数的调试。
Description
技术领域
本申请涉及光纤通信技术领域,尤其涉及一种光模块。
背景技术
随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式发展,光通信技术的发展进步变的愈加重要。而在光通信技术中,光模块是实现光电信号相互转换的工具,是光通信设备中的关键器件之一,并且随着光通信技术发展的需求光模块的传输速率不断提高。
在接入网通信系统中,由光线路终端与光网络单元之间建立相互的光连接,以实现数据通信。具体地,光线路终端中具有第一光模块,光网络单元中具有第二光模块,第一光模块与第二光模块之间建立光连接。光线路终端通过第一光模块向第二光模块发送光信号,实现光线路终端向光网络单元发送数据;光线路终端通过第一光模块接收来自第二光模块的光信号,实现光线路终端接收来自光网络单元的数据。
但是,第一光模块的波长已固定,第二光模块为出厂未经过调试的光模块,需要在设备环境下,由第一光模块传递信息至第二光模块,控制其进行发射参数的调试,包括波长、发射功率等。
发明内容
本申请实施例提供了一种光模块,以控制光模块进行发射参数的调节。
第一方面,本申请提供了一种光模块,包括:
电路板;
光接收组件,与所述电路板电连接,用于接收携带第一低频消息的接收光信号;
微处理器,设置在所述电路板上,与所述光接收组件电连接,用于接收所述第一低频消息,根据所述第一低频消息指示的波长参数与预设值的比较生成第一波长控制信号或第二波长控制信号;
激光发射芯片,与激光驱动芯片电连接,用于发出发射光信号;
激光驱动芯片,与所述微处理器电连接,用于接收所述第一波长控制信号与所述第二波长控制信号,根据所述第一波长控制信号调整对所述激光发射芯片的供电,以对所述发射光信号的波长进行粗调;根据所述第二波长控制信号调整对所述激光发射芯片的供电,以对所述发射光信号的波长进行精调;
光纤接口,与所述激光发射芯片对应,用于连接外部光纤,以将所述发射光信号传出。
第二方面,本申请提供了一种光模块,包括:
电路板;
光接收组件,与所述电路板电连接,用于接收携带第二低频消息的接收光信号;
微处理器,设置在所述电路板上,与所述光接收组件电连接,用于接收所述第二低频消息,根据所述第二低频消息发出功率控制信号;
激光发射芯片,与激光驱动芯片电连接,用于发出发射光信号;
激光驱动芯片,与所述微处理器电连接,用于接收所述功率控制信号,根据所述功率控制信号调整对所述激光发射芯片的供电,以对所述激光发射芯片的发射功率进行调整;
光纤接口,与所述激光发射芯片对应,用于连接外部光纤,以将所述发射光信号传出。
由上述实施例可见,本申请实施例提供了一种光模块,该光模块为BIDI光模块,即包括发射端光模块与接收端光模块,发射端光模块与接收端光模块均包括光接收组件、微处理器、激光发射芯片、激光驱动芯片与光纤接口,发射端光模块的光接收组件接收到接收端光模块发送的携带第一低频消息的接收光信号,发射端光模块的微处理器接收并解析该第一低频消息,根据该第一低频消息指示的波长参数与预设值的比较生成第一波长控制信号或第二波长控制信号;发射端光模块的激光驱动芯片接收第一波长控制信号与第二波长控制信号,根据第一波长控制信号调整对激光发射芯片的供电,以对发射光信号的波长进行粗调,以及根据第二波长控制信号调整对激光发射芯片的供电,以对发射光信号的波长进行精调,从而能够调节激光发射芯片发出光信号时的波长。同时,发射端光模块的光接收组件接收到接收端光模块发送的携带第二低频消息的接收光信号,发射端光模块的微处理器接收并解析该第二低频消息,根据该第二低频消息发出功率控制信号;发射端光模块的激光驱动芯片接收功率控制信号,根据该功率控制信号调整对激光发射芯片的供电,以对激光发射芯片的发射功率进行调整,从而能够调节激光发射芯片发出光信号时的功率。本申请通过发射端光模块与接收端光模块之间的信号传输,在接收端光模块的波长、发射功率已固定的情况下,得到指示调整激光发射芯片的发射波长、发射功率的低频消息,根据该低频消息自动调整发射端光模块中激光发射芯片的发射波长、发射功率,从而能够实现发射端光模块的发射参数调节。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案,下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。此外,以下描述中的附图可以视作示意图,并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。
图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图;
图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图;
图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图;
图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图;
图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种光模块的使用示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求,否则,在整个说明书和权利要求书中,术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。在说明书的描述中,术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外,所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在描述一些实施例时,可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如,描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如,描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而,术语“耦接”或“通信耦合(communicatively coupled)”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触,但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。
“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义,均包括以下A、B和C的组合:仅A,仅B,仅C,A和B的组合,A和C的组合,B和C的组合,及A、B和C的组合。
“A和/或B”,包括以下三种组合:仅A,仅B,及A和B的组合。
本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言,其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。
如本文所使用的那样,“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值,其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的局限性)所确定。
光通信技术中,使用光携带待传输的信息,并使携带有信息的光信号通过光纤或光波导等信息传输设备传输至计算机等信息处理设备,以完成信息的传输。由于光信号通过光纤或光波导中传输时具有无源传输特性,因此可以实现低成本、低损耗的信息传输。此外,光纤或光波导等信息传输设备传输的信号是光信号,而计算机等信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号,因此为了在光纤或光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接,需要实现电信号与光信号的相互转换。
光模块在光纤通信技术领域中实现上述光信号与电信号的相互转换功能。光模块包括光口和电口,光模块通过光口实现与光纤或光波导等信息传输设备的光通信,通过电口实现与光网络终端(例如,光猫)之间的电连接,电连接主要用于实现供电、I2C信号传输、数据信号传输以及接地等;光网络终端通过网线或无线保真技术(Wi-Fi)将电信号传输给计算机等信息处理设备。
图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图。如图1所示,光通信系统主要包括远端服务器1000、本地信息处理设备2000、光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103;
光纤101的一端连接远端服务器1000,另一端通过光模块200与光网络终端100连接。光纤本身可支持远距离信号传输,例如数千米(6千米至8千米)的信号传输,在此基础上如果使用中继器,则理论上可以实现超长距离传输。因此在通常的光通信系统中,远端服务器1000与光网络终端100之间的距离通常可达到数千米、数十千米或数百千米。
网线103的一端连接本地信息处理设备2000,另一端连接光网络终端100。本地信息处理设备2000可以为以下设备中的任一种或几种:路由器、交换机、计算机、手机、平板电脑、电视机等。
远端服务器1000与光网络终端100之间的物理距离大于本地信息处理设备2000与光网络终端100之间的物理距离。本地信息处理设备2000与远端服务器1000的连接由光纤101与网线103完成;而光纤101与网线103之间的连接由光模块200和光网络终端100完成。
光模块200包括光口和电口。光口被配置为与光纤101连接,从而使得光模块200与光纤101建立双向的光信号连接;电口被配置为接入光网络终端100中,从而使得光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。光模块200实现光信号与电信号的相互转换,从而使得光纤101与光网络终端100之间建立连接。示例的,来自光纤101的光信号由光模块200转换为电信号后输入至光网络终端100中,来自光网络终端100的电信号由光模块200转换为光信号输入至光纤101中。
光网络终端100包括大致呈长方体的壳体(housing),以及设置于壳体上的光模块接口102和网线接口104。光模块接口102被配置为接入光模块200,从而使得光网络终端100与光模块200建立双向的电信号连接;网线接口104被配置为接入网线103,从而使得光网络终端100与网线103建立双向的电信号连接。光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接。示例的,光网络终端100将来自光模块200的电信号传递给网线103,将来自网线103的信号传递给光模块200,因此光网络终端100作为光模块200的上位机,可以监控光模块200的工作。光模块200的上位机除光网络终端100之外还可以包括光线路终端(OpticalLine Terminal,OLT)等。
远端服务器1000通过光纤101、光模块200、光网络终端100及网线103,与本地信息处理设备2000之间建立了双向的信号传递通道。
图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图,为了清楚地显示光模块200与光网络终端100的连接关系,图2仅示出了光网络终端100的与光模块200相关的结构。如图2所示,光网络终端100中还包括设置于壳体内的PCB电路板105,设置于PCB电路板105的表面的笼子106,以及设置于笼子106内部的电连接器。电连接器被配置为接入光模块200的电口;散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。
光模块200插入光网络终端100的笼子106中,由笼子106固定光模块200,光模块200产生的热量传导给笼子106,然后通过散热器107进行扩散。光模块200插入笼子106中后,光模块200的电口与笼子106内部的电连接器连接,从而光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。此外,光模块200的光口与光纤101连接,从而光模块200与光纤101建立双向的电信号连接。
图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图,图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图。如图3和图4所示,光模块200包括壳体、设置于壳体中的电路板300及光收发器件;
壳体包括上壳体201和下壳体202,上壳体201盖合在下壳体202上,以形成具有两个开口204和205的上述壳体;壳体的外轮廓一般呈现方形体。
在本公开一些实施例中,下壳体202包括底板以及位于底板两侧、与底板垂直设置的两个下侧板;上壳体201包括盖板,以及位于盖板两侧与盖板垂直设置的两个上侧板,由两个侧壁与两个侧板结合,以实现上壳体201盖合在下壳体202上。
两个开口204和205的连线所在方向可以与光模块200的长度方向一致,也可以与光模块200的长度方向不一致。示例地,开口204位于光模块200的端部(图3的右端),开口205也位于光模块200的端部(图3的左端)。或者,开口204位于光模块200的端部,而开口205则位于光模块200的侧部。其中,开口204为电口,电路板300的金手指从电口204伸出,插入上位机(如光网络终端100)中;开口205为光口,配置为接入外部的光纤101,以使光纤101连接光模块200内部的光收发器件。
采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式,便于将电路板300、光收发器件等器件安装到壳体中,由上壳体201、下壳体202可以对这些器件形成封装保护。此外,在装配电路板300等器件时,便于这些器件的定位部件、散热部件以及电磁屏蔽部件的部署,有利于自动化的实施生产。
在一些实施例中,上壳体201及下壳体202一般采用金属材料制成,利于实现电磁屏蔽以及散热。
在一些实施例中,光模块200还包括位于其壳体外壁的解锁部件203,解锁部件203被配置为实现光模块200与上位机之间的固定连接,或解除光模块200与上位机之间的固定连接。
示例地,解锁部件203位于下壳体202的两个下侧板的外壁,包括与上位机的笼子(例如,光网络终端100的笼子106)匹配的卡合部件。当光模块200插入上位机的笼子里,由解锁部件203的卡合部件将光模块200固定在上位机的笼子里;拉动解锁部件203时,解锁部件203的卡合部件随之移动,进而改变卡合部件与上位机的连接关系,以解除光模块200与上位机的卡合关系,从而可以将光模块200从上位机的笼子里抽出。
电路板300包括电路走线、电子元件及芯片,通过电路走线将电子元件和芯片按照电路设计连接在一起,以实现供电、电信号传输及接地等功能。电子元件例如可以包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。芯片例如可以包括微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)、跨阻放大器(Transimpedance Amplifier,TIA)、时钟数据恢复芯片(Clock and DataRecovery,CDR)、电源管理芯片、数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)芯片。
电路板300一般为硬性电路板,硬性电路板由于其相对坚硬的材质,还可以实现承载作用,如硬性电路板可以平稳的承载芯片;硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中。
电路板300还包括形成在其端部表面的金手指,金手指由相互独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中,由金手指与笼子106内的电连接器导通连接。金手指可以仅设置于电路板300一侧的表面(例如图4所示的上表面),也可以设置于电路板300上下两侧的表面,以适应引脚数量需求大的场合。金手指被配置为与上位机建立电连接,以实现供电、接地、I2C信号传递、数据信号传递等。当然,部分光模块中也会使用柔性电路板。柔性电路板一般与硬性电路板配合使用,以作为硬性电路板的补充。
光收发器件包括光发射次模块400及光接收次模块500,分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。光发射次模块400一般包括激光发射芯片,电路板300上设置有驱动激光发射芯片的激光驱动芯片,以通过激光驱动芯片来控制激光发射芯片发射光信号;光接收次模块500一般包括光接收芯片,电路板300上设置有光接收驱动芯片,以通过光接收驱动芯片来控制光接收芯片进行光电转换。
在接入网通信系统中,由光线路终端与光网络单元之间建立相互的光连接,以实现数据通信。具体地,光线路终端中具有第一光模块,光网络单元中具有第二光模块,第一光模块与第二光模块之间建立光连接;光线路终端通过第一光模块向第二光模块发送光信号,实现光线路终端向光网络单元发送数据;光线路终端通过第一光模块接收来自第二光模块的光信号,实现光线路终端接收来自光网络单元的数据。
第一光模块与第二光模块可为彩光Tunable-BIDI光模块,BIDI光模块采用BOSA方案,发射和接收的波长不同,BIDI光模块成对使用,如第一光模块发射波长为λ1,接收波长为λ2;第二光模块发射波长为λ2,接收波长为λ1.
实际应用时,在第一光模块与第二光模块之间设置第一合分波器与第二合分波器,第一合分波器与第一光模块连接,用于将第一光模块发射的光信号合波耦合至一根光纤101中,通过光纤101将光信号传输至第二光模块;第二合分波器与第二光模块连接,用于将第二光模块发射的光信号耦合至一根光纤101中,通过光纤101将光信号传输至第一光模块。
第一合分波器不仅可将光信号合波耦合至光纤101中,还可将光纤101传输的光信号进行分波处理,分波后的光信号通过相应的通道传输至第一光模块;第二合分波器不仅可将光信号合波耦合至光纤101中,还可将光纤101传输的光信号进行分波处理,分波后的光信号通过相应通道传输至第二光模块。
第一光模块与第二光模块为成对的光模块,发射可调谐,如其中一端的发射可调波长为λ1-1至N-1,另一端的发射可调波长为λ1-2至N-2。接收通常为宽带接收,如发射可调波长为λ1-1至N-1的光模块,接收可接收波长为λ1-2至N-2的全部光;另一端发射可调波长为λ1-2至N-2的光模块,接收可接收波长为λ1-1至N-1的全部光。
使用时,如第一光模块接到第一合分波器的通道1-1,此模块发射光波长为λ1-1,接收光波长为λ1-2;如第二光模块接到第二合分波器的通道2-1,此模块发射光波长为λ1-2,接收光波长为λ1-1。此时可实现第一光模块与第二光模块之间的通讯,且工作在其它波长的模块与此两只模块间无信号传输,相互无影响。
目前实际应用在10Gbps或25Gbps信号基础上,同时增加一个低频50Kbps的信号。发射端信号叠加方式:使用EA方案的激光器,(1)在BIAS直流电上增加一个低频信号;(2)在EA的直流负压偏执上,增加一个低频的调制信号。
实际使用在10Gbps或25Gbps信号上叠加低频调制信号50Kbps,10Gbps或25Gbps信号为正常的业务信号,在不占用业务的同时,增加另一路50Kbps的低频信号执行其它功能。
在一些实施例中,光线路终端为机房设备,其对应的第一光模块波长已固定;光网络单元为终端设备,其对应的第二光模块为出厂未经过调试的光模块,需要在设备环境下,由第一光模块传递信息至第二光模块,控制其进行发射参数的调试,包括波长、发射功率等。
图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的结构示意图,图6为本申请实施例提供的一种光模块的使用示意图。如图5、图6所示,本申请实施例提供的第二光模块包括:
光接收组件510,与电路板300电连接,用于接收携带第一低频消息的接收光信号;
微处理器320,设置在电路板300上,与光接收组件510电连接,用于接收第一低频消息,根据第一低频消息指示的波长参数与预设值的比较生成第一波长控制信号或第二波长控制信号;
激光发射芯片410,与激光驱动芯片330电连接,用于发出发射光信号;
激光驱动芯片330,与微处理器320电连接,用于接收第一波长控制信号与第二波长控制信号,根据第一波长控制信号调整对激光发射芯片的供电,以对发射光信号的波长进行粗调;根据第二波长控制信号调整对激光发射芯片的供电,以对发射光信号的波长进行精调;
光纤接口,与激光发射芯片410对应,用于连接外部光纤,以将发射光信号传出。
在一些实施例中,第一低频消息指示相对端光模块发射光信号的第一波长信息,及波长测试器检测的发射光信号的第二波长信息、边模抑制比信息。即第一低频消息由第一光模块发送至第二光模块,第二光模块的微处理器320解析该第一低频消息,根据该第一低频消息生成波长控制信号,第二光模块的激光驱动芯片330根据该波长控制信号调整对激光发射芯片410的供电,以对发射光信号的波长进行调整。
由于第一光模块的发射波长已固定,第二光模块的发射参数是未知的,为了获得第二光模块的发射波长信息,在连接第一光模块与第二光模块的网络中搭建有分光器与波长测试器,第二光模块发射的信号光经分光器分成两路,一路传输至第一光模块,用于光层数据传输及消息通道互通;另一路传输至波长测试器,通过波长测试器检测第二光模块中发射光信号的波长、边模抑制比SMSR。
将波长测试器检测到的第二光模块的第二波长信息与边模抑制比SMSR信息加载至第一低频消息,经由第一光模块的激光发射芯片将第一低频消息发送至第二光模块。第二光模块的微处理器320解析该第一低频消息,根据该第一低频消息获得第一光模块中激光发射芯片发出发射光信号的第一波长信息及波长测试器检测到的第二光模块发出发射光信号的第二波长信息、边模抑制比SMSR信息。
针对分布式布拉格反射激光器(Distributed Bragg Reflector,DBR),波长控制有TEC(Thermo Electric Cooler,半导体制冷器)温控和DBR两个参数,其中DBR为主要波长调试功能,可调整波长和边模抑制比SMSR,波长调试能力一般为0.8nm间隔;TEC可实现波长微调,调试精度一般为0.001nm。
为了对发射光信号的波长进行粗调与精调,第一低频消息指示发射光信号的边模抑制比时,微处理器320基于边模抑制比与预设值的比较生成不同的波长控制信号,预设值为第二光模块中边模抑制比的规格值。具体地,第一低频消息指示的边模抑制比不符合预设值时,微处理器320发出第一波长控制信号;第一低频消息指示的边模抑制比符合预设值时,微处理器320发出第二波长控制信号。
微处理器320基于第一低频消息指示的边模抑制比与预设值的比较生成第一波长控制信号后,激光驱动芯片330根据第一波长控制信号调整对激光发射芯片410的供电,以对发射光信号的波长进行粗调。
在一些实施例中,本申请实施例提供的第二光模块还包括半导体制冷器,第一低频消息指示的边模抑制比复合预设值时,微处理器320根据第一低频消息指示的第一波长信息与第二波长信息计算得到波长偏差值,根据该波长偏差值发出第二波长控制信号;半导体制冷器与激光驱动芯片电连接,激光驱动芯片根据第二波长控制信号调整对半导体制冷器的供电;激光发射芯片410设置在半导体制冷器的制冷面上,半导体制冷器对激光发射芯片进行温度调整,以对光发射信号的波长进行精调。
具体地,初始因第二光模块并未进行过出厂调试,第二模块发射波长经过第二合分波器后,可能会被滤掉,光不能通过,第一光模块发送携带第一波长信息的第一光信号,且波长测试器检测无光。
第一光信号通过相应通道的第一合分波器、第二合分波器射入第二光模块,第二光模块的光接收芯片接收到第一光模块发送的第一光信号后,第二光模块的微处理器控制固定TEC温度,此温度一般激光器出厂会标定温度范围,如CH1为45~50℃,CHn为50~55℃,可将TEC温度配置为中间温度点。
微处理器通过控制发送至DBR激光器的驱动电流,以步进形式或二分法等方式,对DBR激光器产生光信号的波长进行粗调,使第二光模块的发射波长能通过第二合分波器,并被波长测试器识别,测量出波长信息、边模抑制比SMSR等信息。
第一光模块通过光发射芯片将携带第一低频消息的第一光信号发送至第二光模块,第二光模块的微处理器解析得到第一低频消息指示的第一波长信息、第二波长信息、边模抑制比,微处理器发出第一波长控制信号控制调整DBR,调整第二光模块发射光信号的第二波长信息、边模抑制比SMSR,使第二光模块的边模抑制比SMSR满足预设规格。
边模抑制比SMSR满足预设规格后,第二光模块继续接收第一光模块发送来的第一波长信息、波长测试器检测的第二波长信息、边模抑制比SMSR信息,微处理器发出第二波长控制信号,激光驱动芯片根据第二波长控制信号控制发送至TEC的驱动电流,以控制TEC的设置温度至对应值,对DBR激光器产生光信号的波长进行精调,使第二光模块的发射波长满足规格,完成对第二光模块发射波长的调试。
在设备环境下,由第一光模块传递信息至第二光模块,控制其进行发射参数的调试时,除了对波长进行调试外,还需对第二光模块的发射功率进行调试。
对第二光模块的发射功率进行调试时,本申请实施例提供的第二光模块包括:
光接收组件510,与电路板300电连接,用于接收携带第二低频消息的接收光信号;
微处理器320,设置在电路板300上,与光接收组件510电连接,用于接收第二低频消息,根据第二低频消息发出功率控制信号;
激光发射芯片410,与激光驱动芯片330电连接,用于发出发射光信号;
激光驱动芯片330,与微处理器320电连接,用于接收功率控制信号,根据功率控制信号调整对激光发射芯片410的供电,以对激光发射芯片410的发射功率进行调整;
光纤接口,与激光发射芯片410对应,用于连接外部光纤,以将发射光信号传出。
在一些实施例中,第二低频消息指示发射光信号的功率,或指示调整发射光信号的功率。即第二低频消息由第一光模块发送至第二光模块,第二光模块的微处理器320解析该第二低频消息,根据该第二低频消息发出功率控制信号;第二光模块的激光驱动芯片接收该功率控制信号,根据该功率控制信号调整对激光发射芯片的供电,以调整激光发射芯片的发射功率。
第二低频消息指示发射光信号的功率时,第二低频消息基于接收光信号的接收功率与预设值的比较生成,预设值包括发射功率、灵敏度值与过载值,发射功率、灵敏度值与过载值均为相对端光模块中光接收组件、激光发射芯片的工作参数。
具体地,第一光模块向第二光模块发出光信号,第二光模块接收该光信号,第二光模块的微处理器检测该光信号的接收功率,根据该接收功率生成低频消息,第二光模块的激光发射芯片发射携带该低频消息的发射光信号。然后,第一光模块的光接收组件接收携带低频消息的接收光信号,第一光模块的微处理器解析低频消息获得接收功率,微处理器根据该接收功率、第一光模块的发射功率、第一光模块的灵敏度值与第一光模块的过载值生成第二低频消息,第一光模块的激光发射芯片发射携带第二低频消息的发射光信号至第二光模块。
在一些实施例中,第二低频消息基于相对端光模块的发射功率与接收功率比较生成链路损耗值,基于链路损耗值与相对端光模块的灵敏度值比较生成最小发射功率,根据链路损耗值与相对端光模块的过载值比较生成最大发射功率。
具体地,第一光模块的微处理器获得第二光模块的接收功率后,根据第一光模块的发射功率与该接收功率得到链路损耗值(链路损耗值=第一光模块的发射功率-第二光模块的接收功率),根据链路损耗值与第一光模块的接收灵敏度值计算得到最小发射功率(最小发射功率=链路损耗值-灵敏度值),根据链路损耗值与第一光模块的接收过载值计算得到最大发射功率(最大发射功率=链路损耗值-过载值),计算得到的最小发射功率与最大发射功率即为第二光模块的最小发射功率、最大发射功率。
第一光模块的微处理器将最小发射功率与最大发射功率以第二低频消息的方式加载至发射光信号,第一光模块的激光发射芯片发射携带第二低频消息的发射光信号。第二光模块的光接收组件接收携带第二低频消息的接收光信号,第二光模块的微处理器接收第二低频消息,根据该第二低频消息发出功率控制信号;第二光模块的激光驱动芯片通过该功率控制信号调整对激光发射芯片的供电,将激光发射芯片的发射功率范围调整为第二低频消息指示的发射功率范围(最小发射功率,最大发射功率)。
在一些实施例中,不仅可通过第一光模块与第二光模块之间的链路损耗来得到第二光模块的发射功率范围,还可根据第二光模块的接收功率来调整第二光模块的发射光功率。
第二低频消息指示调整发射光信号的功率时,第二低频消息基于接收光信号的接收功率与预设值的比较生成,预设值为灵敏度值与过载值之间的任意值,灵敏度值与过载值均为第一光模块中光接收组件的工作参数。
在一些实施例中,除了通过第一光模块的灵敏度值与过载值之间的任意值来生成第二低频消息之外,还可通过第一光模块的灵敏度值与过载值之间的任意范围来生成第二低频消息。具体地,第二低频消息基于接收光信号的接收功率与预设范围的比较生成,其中预设范围为灵敏度值与过载值之间的任意范围,灵敏度值与过载值均为第一光模块中光接收组件的工作参数。
具体地,第一光模块向第二光模块发出光信号,第二光模块接收该光信号,第二光模块的微处理器检测该光信号的接收功率,根据该接收功率生成低频消息,第二光模块的激光发射芯片发射携带该低频消息的发射光信号。然后,第一光模块的光接收组件接收携带低频消息的接收光信号,第一光模块的微处理器解析低频消息获得接收功率;微处理器判断接收功率是否在第一光模块的灵敏度和过载功率之间,是否可满足应用规格。
若接收功率小于灵敏度,则第一光模块的微处理器生成调大发射功率的功率控制信号,并将该功率控制信号以第二低频消息的方式加载至发射光信号上;第一光模块的激光发射芯片发射携带第二低频消息的发射光信号至第二光模块。第二光模块的光接收组件接收携带第二低频消息的接收光信号,第二光模块的微处理器接收并第二低频消息,根据第二低频消息发出调大发射功率的功率控制信号;第二光模块的激光驱动芯片根据该功率控制信号调整对激光发射芯片的供电,以调大激光发射芯片的发射功率,直至发射功率满足应用规格的发射功率。
若接收功率大于过载功率,则第一光模块的微处理器生成调小发射功率的功率控制信号,并将该功率控制信号以第二低频消息的方式加载至发射光信号上;第一光模块的激光发射芯片发射携带第二低频消息的发射光信号至第二光模块。第二光模块的光接收组件接收携带第二低频消息的接收光信号,第二光模块的微处理器接收并第二低频消息,根据第二低频消息发出调小发射功率的功率控制信号;第二光模块的激光驱动芯片根据该功率控制信号调整对激光发射芯片的供电,以调小激光发射芯片的发射功率,,直至满足应用规格的发射功率。
由第一光模块传递信息至第二光模块,控制第二光模块进行波长、发射功率的调试后,还可对第二光模块的消光比(Extinction Ratio,ER)进行调试。消光比调整可首先将第二光模块配置为默认初始值,通过第一光模块接收到的业务误码率,由第一光模块进行识别,并通过消息通道传递至第二光模块,第二光模块的微处理器采用步进法,从小到大调整消光比,寻找满足应用误码率的最佳ER,并固定。
完成波长、发射功率、消光比的调节后,第二光模块可调整调顶电路,改变发送光功率,由第一光模块读取发送光功率变化差值,计算调顶深度是否合适,并通过消息通道发送至第二光模块。
具体地,消息通道调制深度定义为“1”电平光功率和“0”电平光功率的差值,除以平均光功率的2倍,由下式计算:
式中,P(1)——消息通道“1”电平的平均光功率,单位为mW;P(0)——消息通道“0”电平的平均光功率,单位为mW。
P(1)是第一光模块接收的实际监控功率,P(0)也是第一光模块接收的实际监控功率,这两个状态实际就是第一光模块的两个发光状态,第二光模块可以分别固定在两个发光状态,这样第一光模块即可测量到P(1)、P(0)两个功率值。
在已知消息通道调制深度mMC、通过第一光模块监控得到第二光模块的P(1)时,第二光模块的P(0)可通过P(1)与消息通道调制深度mMC计算得到P(0),即通过调顶电路、P(1)与mMC计算得到P(0)。
本申请实施例提供的光模块为BIDI光模块,即包括发射端光模块(第二光模块)与接收端光模块(第一光模块),发射端光模块与接收端光模块均包括光接收组件、微处理器、激光发射芯片、激光驱动芯片与光纤接口,发射端光模块的光接收组件接收到接收端光模块发送的携带第一低频消息的接收光信号,发射端光模块的微处理器接收并解析该第一低频消息,根据该第一低频消息指示的波长参数与预设值的比较生成第一波长控制信号或第二波长控制信号;发射端光模块的激光驱动芯片接收第一波长控制信号与第二波长控制信号,根据第一波长控制信号调整对激光发射芯片的供电,以对发射光信号的波长进行粗调,以及根据第二波长控制信号调整对激光发射芯片的供电,以对发射光信号的波长进行精调,从而能够调节激光发射芯片发出光信号时的波长。同时,发射端光模块的光接收组件接收到接收端光模块发送的携带第二低频消息的接收光信号,发射端光模块的微处理器接收并解析该第二低频消息,根据该第二低频消息发出功率控制信号;发射端光模块的激光驱动芯片接收功率控制信号,根据该功率控制信号调整对激光发射芯片的供电,以对激光发射芯片的发射功率进行调整,从而能够调节激光发射芯片发出光信号时的功率。本申请通过发射端光模块与接收端光模块之间的信号传输,在接收端光模块的波长、发射功率已固定的情况下,得到指示调整激光发射芯片的发射波长、发射功率的低频消息,根据该低频消息自动调整发射端光模块中激光发射芯片的发射波长、发射功率,从而实现了发射端光模块的发射参数调节。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种光模块,其特征在于,包括:
电路板;
光接收组件,与所述电路板电连接,用于接收携带第一低频消息的接收光信号;
微处理器,设置在所述电路板上,与所述光接收组件电连接,用于接收所述第一低频消息,根据所述第一低频消息指示的波长参数与预设值的比较生成第一波长控制信号或第二波长控制信号;
激光发射芯片,与激光驱动芯片电连接,用于发出发射光信号;
激光驱动芯片,与所述微处理器电连接,用于接收所述第一波长控制信号与所述第二波长控制信号,根据所述第一波长控制信号调整对所述激光发射芯片的供电,以对所述发射光信号的波长进行粗调;根据所述第二波长控制信号调整对所述激光发射芯片的供电,以对所述发射光信号的波长进行精调;
光纤接口,与所述激光发射芯片对应,用于连接外部光纤,以将所述发射光信号传出。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第一低频消息指示相对端光模块发射光信号的第一波长信息,及波长测试器检测的所述发射光信号的第二波长信息、边模抑制比信息。
3.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,所述第一低频消息指示所述发射光信号的边模抑制比,所述边模抑制比不符合所述预设值,所述微处理器发出所述第一波长控制信号;所述边模抑制比符合所述预设值,所述微处理器发出所述第二波长控制信号;其中,所述预设值为本端光模块中激光发射芯片的工作参数。
4.根据权利要求3所述的光模块,其特征在于,还包括:
所述微处理器,用于根据所述第一波长信息与所述第二波长信息计算得到波长偏差值,根据所述波长偏差值发出所述第二波长控制信号;
所述激光驱动芯片,与半导体制冷器电连接,用于根据所述第二波长控制信号调整对所述半导体制冷器的供电;
所述半导体制冷器,其制冷面上设置有激光发射芯片,用于对所述激光发射芯片进行温度调整,以对所述发射光信号的波长进行精调。
5.一种光模块,其特征在于,包括:
电路板;
光接收组件,与所述电路板电连接,用于接收携带第二低频消息的接收光信号;
微处理器,设置在所述电路板上,与所述光接收组件电连接,用于接收所述第二低频消息,根据所述第二低频消息发出功率控制信号;
激光发射芯片,与激光驱动芯片电连接,用于发出发射光信号;
激光驱动芯片,与所述微处理器电连接,用于接收所述功率控制信号,根据所述功率控制信号调整对所述激光发射芯片的供电,以对所述激光发射芯片的发射功率进行调整;
光纤接口,与所述激光发射芯片对应,用于连接外部光纤,以将所述发射光信号传出。
6.根据权利要求5所述的光模块,其特征在于,所述第二低频消息指示所述发射光信号的功率,或指示调整所述发射光信号的功率。
7.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述第二低频消息指示所述发射光信号的功率,所述第二低频消息基于所述接收光信号的接收功率与预设值的比较生成,所述预设值包括发射功率、灵敏度值与过载值,所述发射功率、所述灵敏度值与所述过载值均为相对端光模块中光接收组件、激光发射芯片的工作参数。
8.根据权利要求7所述的光模块,其特征在于,所述第二低频消息指示所述发射光信号的功率,所述第二低频消息基于相对端光模块的发射功率与所述接收功率比较生成链路损耗值,基于所述链路损耗值与相对端光模块的灵敏度值比较生成最小发射功率,根据所述链路损耗值与相对端光模块的过载值比较生成最大发射功率。
9.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述第二低频消息指示调整所述发射光信号的功率,所述第二低频消息基于所述接收光信号的接收功率与预设值的比较生成,所述预设值为灵敏度值与过载值之间的任意值,所述灵敏度值与所述过载值均为相对端光模块中光接收组件的工作参数。
10.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述第二低频消息指示调整所述发射光信号的功率,所述第二低频消息基于所述接收光信号的接收功率与预设范围的比较生成,所述预设范围为灵敏度值与过载值之间的任意范围,所述灵敏度值与所述过载值均为相对端光模块中光接收组件的工作参数。
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WO2023134737A1 (zh) * | 2022-01-17 | 2023-07-20 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
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